CH665054A5

CH665054A5 - EXHAUST GAS SWITCH.

Info

Publication number: CH665054A5
Application number: CH23485A
Authority: CH
Inventors: Hugo Doessegger; Renzo Coccioni; Kurt Ringgenberg
Original assignee: Sprecher Energie Ag
Priority date: 1985-01-18
Filing date: 1985-01-18
Publication date: 1988-04-15
Also published as: ATA309885A; DE3535194A1; AT385147B

Description

BESCHREIBUNG DESCRIPTION

Die Erfindung betrifft einen Druckgasschalter nach der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 genannten Art. The invention relates to a gas pressure switch according to the type mentioned in the preamble of claim 1.

Ein solcher Schalter ist beispielsweise aus der CH-PS 629 910 (Fig. 1, 2 und 4) bekannt. Unstetigkeiten in der inneren Oberfläche des in der Regel einen Konfusor, eine engste Stelle und einen Diffusor aufweisenden Düsenraumes der Blasdüse werden allgemein dazu benützt, um Störungen in der Gasströmung des durch die Blasdüse strömenden Gases oder des bei einem Ausschalthub zündenden Schaltlichtbogens zu erzwingen, um damit mittelbar oder unmittelbar eine möglichst rasche Löschung der Schaltlichtbogens zu bewirken. Such a switch is known for example from CH-PS 629 910 (Fig. 1, 2 and 4). Discontinuities in the inner surface of the nozzle space of the blow nozzle, which usually has a confuser, a narrowest point and a diffuser, are generally used to force disturbances in the gas flow of the gas flowing through the blow nozzle or of the switching arc that ignites during a switch-off stroke to directly or indirectly cause the switching arc to be extinguished as quickly as possible.

So besitzen beispielsweise die Ringnut bzw. Ringnuten des vorstehend genannten, bekannten Schalters ein Querprofil, das entgegen der Strömungsrichtung des die Blasdüse durchströmenden Gases gerichtet ist und ist (sind) mit ihrer (ihren) offenen Seite(n) in Strömungsrichtung des Gases gesehen dem freien Ende des massiv ausgebildeten, beweglichen Kontaktstückes vorangehend angeordnet. Beim bekannten Schalter bilden die Seitenwände der nach innen offenen Ringnut bzw. Ringnuten an ihrem inneren Rand scharfe Kanten, die von der Gasströmung angeblasen werden. Damit erzeugt der Gasstrom beim auftreffen auf diese scharfen Kanten einen Schall, der sich nach innen ausbreitet und auf den brennenden Schaltlichtbogen einwirkt. For example, the annular groove or grooves of the above-mentioned known switch have a transverse profile which is directed against the direction of flow of the gas flowing through the blowing nozzle and is (are) the open side (s) in the direction of flow of the gas when viewed in the free direction End of the solid, movable contact piece arranged in advance. In the known switch, the side walls of the inwardly open annular groove or annular grooves form sharp edges on their inner edge, which are blown by the gas flow. The gas flow thus creates a sound when it hits these sharp edges, which spreads inwards and acts on the burning switching arc.

Es hat sich indessen gezeigt, dass der Schall nur bei Schaltlichtbögen geringerer Intensität zu einer merkbaren Wirkung führt, während namentlich bei Schaltlichtbögen grösserer Intensität durch die schnell eintretende Erhitzung der Gase ein Gegendruck entsteht, der zumindest zeitweilig die Gasströmung aus dem Gasraum aufhält und damit die Erzeugung von Schall unterbindet. However, it has been shown that the sound only leads to a noticeable effect in the case of switching arcs of lower intensity, while in particular in the case of switching arcs of higher intensity, the rapidly occurring heating of the gases creates a counterpressure which at least temporarily stops the gas flow from the gas space and thus the generation prevented by sound.

Es ist daher ein Zweck der Erfindung, einen Schalter der eingangs genannten Art zu schaffen, der auch Schaltlichtbögen grösserer Intensität zuverlässig und rasch zu löschen vermag. It is therefore a purpose of the invention to provide a switch of the type mentioned at the outset which is capable of reliably and quickly extinguishing switching arcs of greater intensity.

Dementsprechend ist der Erfindung die Aufgabe zugrundegelegt, einen Druckgasschalter der eingangs genannten Art derart auszubilden, dass dem sich durch die plötzliche Erhitzung sich dementsprechend ausdehnenden Gas ausreichend Raum zur Expansion geboten wird und damit auch die Gelegenheit, sich mit zuströmendem frischen und noch kühlen Gas zu durchmischen, was — Versuche haben dies gezeigt — viel eher als die Einwirkung von Schall zur raschen Löschung von Schaltlichtbögen beiträgt. Accordingly, the invention is based on the object of designing a gas pressure switch of the type mentioned in such a way that the gas which expands accordingly as a result of the sudden heating is provided with sufficient space for expansion and thus also the opportunity to mix with incoming fresh and still cool gas What - tests have shown - contributes to the rapid extinguishing of switching arcs rather than the effect of sound.

Zur Lösung dieser Aufgabe weist der vorgeschlagene Druckgasschalter die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 definierten Merkmale auf. To achieve this object, the proposed gas switch has the features defined in the characterizing part of patent claim 1.

Da die nach innen offene Ringnut zwischen dem freien Ende des beweglichen Kontaktstückes und der engsten Stelle der Blasdüse angeordnet ist, bildet sie in der Nähe des einen Fusspunktes des Schaltlichtbogens eine plötzliche und begrenzte Vergrösserung des Strömungsquerschnittes des die Blasdüse durchströmenden Gases und damit gewissermassen eine «Ausweichstelle» in die die erhitzten Bogengase unter Abkühlung expandieren und damit sich mit frischem Gas durchmischen können. Since the inwardly open annular groove is arranged between the free end of the movable contact piece and the narrowest point of the blowing nozzle, it forms a sudden and limited enlargement of the flow cross section of the gas flowing through the blowing nozzle in the vicinity of one base point of the switching arc, and thus to a certain extent an escape point »Into which the heated arc gases expand while cooling and can thus mix with fresh gas.

Bevorzugte Ausführungsformen des vorgeschlafenen Schalters sind in den abhängigen Ansprüchen definiert. Preferred embodiments of the pre-sleep switch are defined in the dependent claims.

Ausführungsbeispiele des vorgeschlagenen Schalters sind nachstehend anhand der Zeichnung näher beschrieben, in deren einzigen Figur links ein Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform und rechts ein Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform der im vorliegenden Zusammenhang interessierenden Bestandteile eines Druckgasschalters schematisch dargestellt sind. Dabei ist zu bemerken, dass für gleiche Bestandteile der gezeigten Ausführungsformen dieselbe Bezugsziffer nur einmal eingetragen ist. Exemplary embodiments of the proposed switch are described in more detail below with reference to the drawing, in the single figure of which a longitudinal section through a first embodiment is shown schematically on the left and a longitudinal section through a second embodiment of the components of a compressed gas switch that are of interest in the present context are shown schematically. It should be noted here that the same reference number is entered only once for the same components of the embodiments shown.

Der in der Zeichnung in Offenstellung gezeigte Druckgasschalter 10 weist ein ortsfestes, rohrförmiges und mit einem Abbrandring 11 versehenes Lichtbogen-Kontaktstück 12 auf, das von einem nur sehr schematisch angegebenen, ebenfalls ortsfesten Nennstrom-Kontaktstück 13 koaxial umgeben ist. The compressed gas switch 10 shown in the drawing in the open position has a stationary, tubular and provided with a burn-off ring 11 arcing contact piece 12, which is coaxially surrounded by a very schematically indicated, also stationary nominal current contact piece 13.

Mit dem Kontaktstück 11 wirkt durch Verschiebung längs der Schalterachse 14 und mittels eines nicht dargestellten Antriebes ein bewegliches, ebenfalls rohrförmiges und mit einem Abbrandring 15 versehenes, bewegliches Lichtbogen-Kon taktstück 16 zusammen, das mit einem Schaltrohr 17 elektrisch verbunden ist und über dieses an den Antrieb gekoppelt ist. Das Schaltrohr 17 ist obernends durch vorzugsweise angeformte, radial abstehende Streben 18 mit einem Zylinder 19 verbunden, dessen oberer Randbereich 20 als mit dem Nennstromkontakt 13 zusammenwirkender Nennstromkontakt ausgebildet ist. With the contact piece 11 acts by displacement along the switch axis 14 and by means of a drive, not shown, a movable, also tubular and provided with a burn-off ring 15, movable arc Kon contact piece 16, which is electrically connected to a switching tube 17 and via this to the Drive is coupled. The switching tube 17 is connected at the top by preferably integrally formed, radially projecting struts 18 to a cylinder 19, the upper edge region 20 of which is designed as a nominal current contact interacting with the nominal current contact 13.

Zwischen dem Schaltrohr 17 und der Innenwand des mit diesem mitbeweglichen Zylinders 19 ist ein mantelförmiger Gasraum 21 vorhanden, der unternends durch einen nicht dargestellten, ortsfest abgestützten, ringförmigen Kolben begrenzt ist. Bei einem Ausschalthub, d.h. wenn sich die bisher beschriebenen, beweglichen Schalterteile von oben nach unten bewegen, wird somit der Gasraum unter Druck gesetzt. Between the switching tube 17 and the inner wall of the cylinder 19 which is movable therewith, there is a jacket-shaped gas space 21 which is delimited at the bottom by an annular piston, not shown, which is supported in a stationary manner. With a switch-off stroke, i.e. when the previously described movable switch parts move from top to bottom, the gas space is thus pressurized.

Der Gasraum 21 steht über zwischen den Streben 18 freigelassene Durchlässe 22 mit dem mantelförmigen Einlass 23 einer Blasdüse 24 aus einem Isolierstoff, beispielsweise aus einem mit einem mineralischen Füllstoff gemagerten, gesinterten PTFE, The gas space 21 stands over passages 22 left between the struts 18 with the jacket-shaped inlet 23 of a blowing nozzle 24 made of an insulating material, for example of a sintered PTFE leaned with a mineral filler,

I I.

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3rd

665 054 665 054

in Verbindung. Innen ist der mantelförmige Einlass 23 durch Stelle nähere Seitenwand 31, die im wesentlichen rechtwinklig einen den Endbereich des Kontaktstückes 16 umgebenden Strö- zur Achse 14 des Schalters steht und innen mit einer Verrun- in connection. Inside is the jacket-shaped inlet 23 by a closer side wall 31, which is essentially at right angles to a stream surrounding the end region of the contact piece 16 to the axis 14 of the switch and on the inside with a rounding

mungskörper 25, ebenfalls aus Isolierstoff, begrenzt, welcher dung 32 in die engste Stelle 27 übergeht. Die andere, d.h. die mung body 25, also made of insulating material, limited, which manure 32 passes into the narrowest point 27. The other, i.e. the

Strömungskörper 25 obernends am Schaltrohr 17 befestigt ist. von der engsten Stelle 27 entferntere Seitenwand der nach innen Flow body 25 is attached to the top of the switching tube 17. from the narrowest point 27 more distant side wall to the inside

Die im oberen Teil des Zylinders 19 beispielsweise durch s offenen Ringnut 26 ist bei der Ausführungsform links mit 33 The annular groove 26 open in the upper part of the cylinder 19, for example by s, is 33 on the left in the embodiment

Verkittung oder Verschraubung befestigte Blasdüse 24 besitzt bezeichnet und steht ebenfalls im wesentlichen rechtwinklig zur im Anschluss an den Einlass 23 eine nach innen offene Ringnut Achse 14 des Schalters. Bei der Ausführungsform rechts dage- Cementing or screwing attached blowing nozzle 24 has designated and is also substantially at right angles to an inwardly open annular groove axis 14 of the switch following the inlet 23. In the embodiment on the right

26, auf welche die engste Stelle 27 der Blasdüse 24 folgt, welche gen, ist diese andere Seitenwand mit 33' bezeichnet und hat die 26, to which the narrowest point 27 of the blowing nozzle 24 follows, which gene, this other side wall is designated 33 'and has the

Stelle von einem Abschnitt 28 gefolgt ist, der in der Art eines Form der Mantelfläche eines mit seiner Spitze zur engsten Stelle Place is followed by a section 28, which in the manner of a shape of the lateral surface one with its tip to the narrowest point

Diffusors divergiert. io 27 hinweisenden Kegelstumpfes. Diffuser diverges. io 27 indicative truncated cone.

Zu beachten ist, dass die nach innen offene Ringnut 26 zwi- Die Formgebung und die Anordnung der nach innen offeschen dem freien Ende 29 des Kontaktstückes 16 und der eng- nen Ringnut 26 begünstigt bei beiden Ausführungsformen beim sten Stelle 27 angeordnet ist und somit eine plötzliche Erweite- Zünden eines Schaltlichtbogens und bei dem damit einherge-rung des bis dahin sich im Einlass 23 zunehmend verengenden henden Druckstoss die Ausbildung eines in sich geschlossenen Strömungsquerschnittes darstellt. 15 «Wirbelringes» in der Ringnut 26 selbst, was der Durchmi- It should be noted that the inwardly open annular groove 26 between the shape and the arrangement of the inwardly open free end 29 of the contact piece 16 and the narrow annular groove 26 is favorably arranged at the first point 27 in both embodiments and thus a sudden one The ignition of a switching arc and the accompanying pressure surge, which has been increasingly narrowed in the inlet 23 until then, represents the formation of a self-contained flow cross-section. 15 "swirl ring" in the ring groove 26 itself, which the diameter

Die nach innen offene Ringnut 26 besitzt sowohl in der links schung der heissen Schaltgase mit zuströmendem frischen Gas als auch in der rechts dargestellten Ausführungsform einen Bo- und somit einer raschen Abkühlung der ersteren förderlich ist. The inwardly open annular groove 26 has both in the left schung the hot switching gases with inflowing fresh gas and in the embodiment shown on the right a Bo- and thus a rapid cooling of the former is conducive.

den 30, der ein verrundetes Profil aufweist. Ebenfalls besitzt Ausserdem können die heissen Schaltgase nicht nur durch den die nach innen offene Ringnut 26 sowohl bei der links als auch Abschnitt 28 (Diffusor), sondern auch durch den Innenraum bei der rechts dargestellten Ausführungsform eine zur engsten 20 des Kontaktstückes 16 entweichen. the 30, which has a rounded profile. Also has the hot switching gases not only through the the inwardly open annular groove 26 both in the left and section 28 (diffuser), but also through the interior in the embodiment shown on the right to escape one of the narrowest 20 of the contact piece 16.

v v

1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

fi 11 PATENT CLAIMS

1. Compressed gas switch with a fixed (12) and an axially movable arc contact piece (16), which is surrounded by a blowing nozzle (24) which is movable with it and which is connected on the inlet side to a gas space (21) which can be pressurized during a switch-off stroke The blowing nozzle (24) has a narrowest point (27) which is arranged downstream of the free end (29) of the movable contact piece (16) and which is arranged upstream of an inwardly open annular groove (26), characterized in that that the annular groove (26) is arranged between the free end (29) of the movable contact piece (16) and the narrowest point (27) of the blowing nozzle (24), the profile of the bottom (30) of the annular groove (26) being rounded, and wherein the movable contact piece (16) is tubular and, following its free end (29), has an inner diameter which widens in the manner of a diffuser.

2. Gas pressure switch according to claim 1, characterized in that the narrowest point (27) of the blowing nozzle (24) closer sides wall (31) of the annular groove (26) is substantially perpendicular to the axis (14) of the switch.

3. Gas switch according to claim 1, characterized in that both side walls (31, 33) of the annular groove (26) are perpendicular to the axis (14) of the switch.

4. Gas switch according to claim 2, characterized in that the side wall (33 ') of the annular groove (26) which is more distant from the narrowest point (27) of the blowing nozzle (24) has the shape of a truncated cone pointing to the narrowest point (27) .

5. Pressure gas switch according to claim 1 or 3, characterized in that the width of the annular groove (26) substantially corresponds to the distance between the free end (29) of the movable contact piece (16) and the narrowest point (27) of the blowing nozzle (24) .

6. Gas pressure switch according to claim 2, characterized in that the narrowest point (27) of the blowing nozzle (24) closer side wall (31) of the annular groove (26) on its inner edge via a rounding (32) in the narrowest point (27) of Blower nozzle (24) passes over.